工程測繪中無人機遙感測繪技術的運用

王 倩 蔡躍輝 朱 偉

陸軍特種作戰學院 廣西 桂林 541000

0 引言

在經濟飛速發展的時代背景下,各行各業都在進行科技革命以應對新時代的要求,測繪工程領域各項新技術也應運而生,其中無人遙感測繪技術憑借其他技術無法比擬的優勢,廣泛運用到測繪工程各個方面,大大提高了測繪工作的精度和效率。

1 無人機遙感測繪技術的關鍵技術

無人機遙感測繪技術是指利用無線電設備控制裝有遙感成像系統設備的無人機,獲取遙感圖像和地理空間信息進而輔助完成工程測繪的一項技術[1]。其關鍵在于無人機遙感平臺,由飛行器系統、測控系統、遙感影像獲取與處理系統以及保障系統所組成。航拍過程中為了滿足能夠分辨率高的清晰影像和傳感器便于安裝在無人機上這兩個條件,目前大部分無人機平臺上安裝的是CCD/CMOS全畫幅相機,像素控制在2000萬以上,飛行時傳感器沿飛行線獲取無人機影像和GPS、IMU數據。

2 無人機遙感測繪技術的優點

2．1 操作方便靈活,安全性高 將無人機遙感技術與計算機系統相結合,實現工程建設的現代化,是現代社會信息化的發展趨勢,其已廣泛應用于工程實踐中。與傳統的測繪工藝相比,無人機遙感測繪方法操作更加方便,在快速起飛和遙控的基礎上,實現了大規模、快速完成測繪工作的效果,使地形、任務、天氣等因素對工程建設的影響最少,進而避免人工外業測繪過程中出現意外事件和安全問題。

2．2 影像分辨率高,實時性強 無人機遙感技術作為低空遙感技術,其分辨率達到0．1m,遠遠高于衛星影像數據,獲取高清影像是其技術的重要標志[2];相對于衛星獲取影像時間間隔受軌道周期制約,而無人機遙感測繪獲取目標影像即飛即得,實時性更強。

2．3 信息精準性好,處理效率快 無人機遙感測繪技術的應用,減少了工作人員的測繪難度和工作量,縮短野外測繪工期,節約更多的時間,而且還能避免傳統測繪技術中因人失誤而帶來的數據誤差從而保證精度。除了能快速高效獲取信息外,其技術還能及時、準確地將獲取的信息在不同處理系統中完成后續信息整合和計算,并形成相應的模型,有效減少傳統測繪過程中需要人工內業計算的過程,提高工作效率。

2．4 產品使用壽命長,造價費用低 使用無人機遙感測繪技術進行實際測繪的過程中,可以對測繪數據進行實時修改,并將及時的將修改數據添加到產品中,對于提高產品的使用壽命有極大的幫助,從而加大產品的競爭力。與一般航拍飛機相比,無人機造價較低且節省培養一名飛機駕駛員費用,整體支出費用低。

3 無人機遙感測繪技術在測繪中的具體運用

(1)信息收集。為了將無人機遙感技術應用于工程測繪中,需要收集有關項目建設的各種信息,包括項目目的、內容,所測區域地形、海拔、氣候變化、植被狀況和測繪距離等信息。

(2)設計路線。根據前期獲取的資料和項目需求,確定測區范圍和飛行設備后,即可其從無人機飛行方向、飛行高度、飛行距離以及覆蓋區域準確性、全面性角度考慮,設計合理的飛行路線。同時測繪過程中可靈活地使用GPS來確保獲得測繪所需的數據信息。

(3)參數設定。為了從根本上提高無人機測繪的質量,除了分析特定的操作過程和應用過程外,還對參數設置特別是工程管理模塊參數設置、空三模塊參數設置和生產模塊進行集成控制[3]。

①工程管理模塊:結合基本參數設置要求,完善參數管理和航路分析機制。

②空三模塊:集成了無人機應用軟件,有效地改善了參數設置過程,對智能系統進行了全面分析,合理整合了信息調整效果,完成了無人機測繪圖像的處理。

③生產模塊:結合參數設置完成點管理,有效控制特定工藝和操作要求,完善生產線管理機制,對后續計劃和控制項目進行整體優化。

(4)數據獲取。無人機遙感測繪最為關鍵數據即航拍影像,為了確保影像能夠滿足測量要求,必須按照設計好的飛行路線選擇天氣晴朗、空氣對流慢、能見度好的時間段進行航拍。航拍時要求影像重疊航向不低于60%,旁向不低于40%,航線彎曲度不大于5%,最后獲得影像無暗影、模糊和光暈。

需要注意是目前無人機的測繪,通常配備的是非測繪相機,非測繪照相機的透鏡畸變相對較大,照相機測繪的像點的坐標存在較大的誤差,這在某種程度上影響物體坐標的計算精度,因此需要在實際工作過程中進行糾正,常見的攝像機標定方法有主要基于多圖像消光點標定方法、測試場標定方法和自標定方法。此外,非測繪相機的主要距離和照片的中心坐標系中圖像主要點坐標都是未知的,還需進行圖像定向[4],因此要保證中期階段像控布網的質量。

(5)數據處理。無人機對現場完成拍攝后,工作人員對其數據進行處理。首先是對原始影像航帶整理、質量檢查、畸變改正等預處理,而后是對像片進行內定向和,自動空三加密,這是無人機遙感影像數據處理中的難點[5]。最后是在GIS或ERDAS平臺上完成數字高程模型提取和編輯、數字正射影像的制作工作。數據處理后,處理后的航拍數據作為依據,再結合外業調繪、補測數據,即可制作出標準地形圖。

4 結語

無人機遙感測繪技術已廣泛應用于測繪行業中,且在不斷實踐中又進一步促進其技術優化。但在行業內具體運用中,還需要對無人機技術的各個方面有透徹的了解和學習,并根據測繪的實際情況,制定完善的無人機測繪應用程序,確保測繪的質量水平。